Le stelle massicce, nel corso della loro vita, non seguono sempre un’evoluzione lineare della rotazione. È quanto emerge da una nuova ricerca guidata da Ryota Shimada dell’Kyoto University insieme a Lucy McNeill, che ha utilizzato simulazioni tridimensionali magnetoidrodinamiche per studiare l’interazione tra convezione, rotazione e campi magnetici nelle ultime fasi di vita delle stelle massicce. Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, mostra che il trasporto del momento angolare all’interno delle stelle è fortemente influenzato dalla struttura dei campi magnetici nella zona convettiva. Questo processo determina direttamente la velocità di rotazione del nucleo stellare poco prima del collasso finale.
Una dinamica più complessa del previsto
Tradizionalmente, si osserva che le stelle tendono a rallentare la loro rotazione nel corso dell’evoluzione, arrivando a perdere fino a mille volte la velocità iniziale. Tuttavia, le nuove simulazioni indicano che non si tratta di una regola assoluta: in alcune condizioni, specifiche configurazioni magnetiche possono invece portare a un’accelerazione del nucleo stellare. I ricercatori hanno sviluppato un modello che descrive il trasporto radiale del momento angolare sia verso l’interno sia verso l’esterno della stella. Questo meccanismo si rivela particolarmente rilevante durante le fasi avanzate di combustione nucleare, come quelle dell’ossigeno e del silicio, quando la struttura interna della stella diventa altamente dinamica e instabile.
Il ruolo della dinamo stellare
“Sospettavamo che il flusso nella zona convettiva delle stelle massicce potesse evolversi in modo simile a quello solare”, ha spiegato Shimada, facendo riferimento al meccanismo di dinamo che genera il campo magnetico del Sole. Le simulazioni hanno confermato che rotazione interna e campo magnetico coevolvono, seguendo leggi fisiche simili a quelle già osservate nelle stelle di massa minore. Questo legame consente di descrivere matematicamente l’evoluzione della rotazione stellare nel tempo, aprendo la strada a previsioni più accurate sulle fasi finali della vita di questi oggetti cosmici.
Accelerazione invece di rallentamento
Un risultato particolarmente sorprendente riguarda la possibilità che il nucleo di alcune stelle massicce non rallenti, ma acceleri la propria rotazione. “Alcune configurazioni dei campi magnetici accelerano la rotazione del nucleo”, ha osservato McNeill, sottolineando come la velocità finale dipenda in modo sensibile dalle proprietà specifiche della stella. In alcuni casi, secondo il modello, potrebbe non essere nemmeno possibile raggiungere stati di rotazione molto lenta.
Verso un modello unificato dell’evoluzione stellare
Le implicazioni dello studio sono rilevanti: i modelli sviluppati per stelle simili al Sole potrebbero avere una validità molto più ampia di quanto ritenuto finora, offrendo una possibile chiave interpretativa unificata per l’evoluzione della rotazione stellare. Il team di ricerca prevede ora di estendere le simulazioni all’intero ciclo di vita delle stelle, con l’obiettivo di comprendere come la rotazione evolva in funzione della massa stellare e delle diverse fasi di combustione. Un passo importante per chiarire i processi che precedono eventi estremi come il collasso del nucleo e le successive esplosioni di supernova.